Conexión de elementos eléctricos en serie y paralelo.

Conexión de elementos eléctricos en serie y paralelo.

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

Componentes:

Componente: Un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.

Nodo: Punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, B, C, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (VA - VC = 0).

Rama: Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.

Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico.

Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.

Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

Clasificación.

Leyes fundamentales.

Ley de corriente de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entran por un nodo debe ser igual a la suma de las corrientes que salen por ese nodo.

Ley de tensiones de Kirchhoff: La suma de las tensiones en un lazo debe ser 0.

Ley de Ohm: La tensión en una resistencia es igual al producto del valor de dicha resistencia por la corriente que fluye a través de ella.

Teorema de Norton: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de corriente en paralelo con una resistencia.

Teorema de Thévenin: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de tensión en serie con una resistencia.

Si el circuito eléctrico tiene componentes no lineales y reactivos, pueden necesitarse otras leyes mucho más complejas. Al aplicar estas leyes o teoremas se producirá un sistema de ecuaciones lineales que pueden ser resueltas manualmente o por computadora.

Decimos que varios elementos de un circuito van conectados en SERIE cuando van colocados uno a continuación del otro (la salida del primero va conectada a la entrada del segundo, la salida del segundo a la entrada del tercero y así sucesivamente), de manera que por todos ellos circula la misma intensidad de corriente. La tensión entre la entrada del primero y la salida del último es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los elementos.

Por ejemplo, en el circuito de la figura, la pila de petaca da una tensión de 4,5 V; si todas las lamparitas son iguales, en cada una habrá una tensión de 1,5 V.

La resistencia del conjunto de receptores conectados en serie es igual a la suma de las resistencias individuales de cada uno de ellos. Por eso, en el circuito de la figura, al tener más resistencia las tres lámparas que una sola, oponen más dificultad al paso de los electrones y por eso las lámparas lucen menos. Mientras más lámparas coloquemos en serie menos lucirán.

SERIE.

Los elementos de un circuito eléctrico están conectados en serie cuando van colocados uno a continuación del otro a lo largo de un solo conductor, de manera que un electrodo que circula por el circuito habrá de pasar por todos ellos, uno detrás de otro. Si se diera el caso de que cualquiera de estos se desconectara, o se averiara, el paso de la corriente quedaría cortado. La conexión en serie tiene algunas desventajas. La primera es que si una de las cargas falla (el altavoz se quema y queda como un circuito abierto o simplemente un conector se suelta), todos los elementos de la serie queda sin señal. La otra hace un concepto con un concepto más difuso: el factor de amortiguamiento.

La conexión en serie hace el factor de amortiguamiento tienda a 1, ya que los altavoces que hay en serie con un altavoz dado funcionan como impedancia en serie, y por tanto como si fuera un cable que aporta gran cantidad de impedancia. Por ello las conexiones en serie suelen circunscribirse a las aplicaciones de megafonía (perifoneo) o música de fondo cuando se trata de señales de gama completa, ya que las bajas frecuencias de carece de “agarre”.

En frecuencia media y aguda, se aceptan las conexiones en serie ya que en estas gamas de frecuencia el factor de amortiguamiento no afecta a la calidad de sonido, y por ello encontramos cajas acústicas comerciales donde varios componentes dentro de la misma vía de medio o agudos están conectados en serie. Desde un punto de vista práctico, la conexión en serie son engorrosas de realizar cuando se utilizan cajas acústicas con conector de entrada en aplicaciones portátiles, puesto que no se pueden utilizar cables de punteo para llevar la señal de una caja a otra, siendo más sencillas de aplicar cuando se usan en aplicaciones con conexiones fijas.

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente

Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada

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